基于NRF24L01的智能大棚

向兵　王德平

【摘要】随着无线在生活中的广泛应用，可以是大型软件，例如移动办公、电子医疗；也可以是小型软件，如：听歌、看电影、聊天工具等。同时2.4GHz也得到大量的应用，如WiFi、无线USB等，傳统的大鹏需要采集当前温度、湿度，土壤温度、湿度等并实时返回显示和控制，就只能采用有线的方式来传输数据以及控制，而有线通信限制比较大，且不易维护。而现在无线得到应用，相比较传统的有线方式则不需要连接通信线，也易于维护。极大地避免了其中的弊端。

【关键词】2.4GHz；无线；通信

数据的通信方式基本分为无线和有线。有线主要有RS-485、RS-422通信和CAN通信，而无线可以通过CDMA、GPRS等远距离通信。近距离无线有蓝牙、WiFi、ZigBee、2.4GHz（NRF24L01）等。如果采用CDMA、GPRS等来实现，所需成本大，所以既要成本低又要达到设计要求，这里采用工业级内置硬件链路层协议的低成本单芯片NRF24L01型无线收发器件实现系统间的无线通信。它具有使用范围广、带宽高、耗电低等优点。

一、发展现状

随着时代的发展，人们对瓜果蔬菜都有了更高的要求，在以前只为了吃饱，而现在不仅吃饱还要吃好，对生活的要求越来越高，想要在冬天吃到夏天的蔬菜、吃到秋天的果实等等，这些在以前都是不可能的，现在有了大棚种植让不可能变成可能，也遏制了一些难题，在很多时候种植户都想尽快的得到棚里的数据并自动做出一些处理，就有了一部分智能大棚，但是这些大多采用有线的方式传送数据，限制比较大，于是在无线快速发展的时代，萌生了无线管理的大棚。

二、研究意义

在这个智能化的时代，有线的方式逐渐被无线取缔。以前的电话线、充电线等等，现在都变成了无线电话、无线充电等，相比较有线无线的优势有很多综合成本低，性能更稳定；组网灵活；维护费用低等。在大棚运用无线技术会相比较有线灵活性大大提升。

三、硬件系统设计

硬件系统包括前端采集和后端处理。前端则由STC12C5A60S2和温湿度、光强等传感器作为整体，后端采用STC12C5A60S2和LCD作为整体。两者由NRF24L01连接。系统框图如图1所示。

四、工作流程

（1）前后端设备上电初始化无线模块为发射/接收模式.并检测各个模块之间的通信，发现问题马上上报到无线模块，反之正常接收。

（2）后端设备正常后发送一个0XAA，表示初始化前端为上次掉电之前的状态，反之设置。

（3）前端设备初始化0XAA后回传一个0XA1，表示设置成功，回传0XA0设置不成功（第一次初始化会出现）。

（4）两边设备都正常过后双方互发0XCC，此时设备正常工作。

（5）需要设置各个模块触发阈值长按S5（大约3S），即可选择设置，此时向前端发送0X12，选择后短按S5增加阈值，短按S2减小阈值，前端设备此时不会将数据回传回来，等待设置完成。设置完成后连续按下S5（3次），向前端发送0X13，设置成功回传0X11反之0X10。

（6）前端模块发生紧急情况（无线模块断开、系统故障），后端检测到（没有回传数据）马上发出警报并切断大棚故障部分供电。问题解决后发送0XAA测试。

（7）后端模块发生紧急情况（无线模块断开、系统故障），前端检测到（没有回传数据）马上发出警报。问题解决后发送0XAA测试。